Characterization of resistant Cucumis germplasm to manage root-knot nematodes Meloidogyne spp. Alejandro Expósito Creo ADVERTIMENT La consulta d’aquesta tesi queda condicionada a l’acceptació de les següents condicions d'ús: La difusió d’aquesta tesi per mitjà del repositori institucional UPCommons (http://upcommons.upc.edu/tesis) i el repositori cooperatiu TDX ( h t t p : / / w w w . t d x . c a t / ) ha estat autoritzada pels titulars dels drets de propietat intel·lectual únicament per a usos privats emmarcats en activitats d’investigació i docència. No s’autoritza la seva reproducció amb finalitats de lucre ni la seva difusió i posada a disposició des d’un lloc aliè al servei UPCommons o TDX. No s’autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a UPCommons (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant al resum de presentació de la tesi com als seus continguts. En la utilització o cita de parts de la tesi és obligat indicar el nom de la persona autora. 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Characterization of resistant Cucumis germplasm to manage root-knot nematodes Meloidogyne spp. PhD Dissertation Alejandro Expósito Creo PhD Supervisor: Dr. Francisco Javier Sorribas Royo Universitat Politècnica de Catalunya Departament d’Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia Programa de Doctorat Tecnologia Agroalimentària i Biotecnologia Castelldefels , November 2020. “Gentle soul, never be afraid to face the goal. Don't you know the light you see is your own soul. In the end we come full circle again” -Nick Barber This PhD thesis has been conducted in the Nematology group of the Agri-Food Engineering and Biotechnology Department of the Universitat Politècnica de Catalunya supported by the projects: “Efecto de la resistencia de genes R y la inducida por hongos endófitos en la epidemiología de Meloidogyne y la producción y calidad de la cosecha en solanáceas - cucurbitáceas”. Funded by the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness, and cofounded with FEDER funds (AGL2013-49040-C2-1R). “Aproximaciones biotecnológicas y culturales para la mejora de las resistencias y el control de enfermedades en melón y sandía”. Funded by the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness (AGL2014-53398-C2-2-R) “Estrategias de gestión de germoplasma vegetal resistente a Meloidogyne para evitar la selección de virulencia”. Funded by Ministerio de Ciencia e Innovación and confunded by FEDER (AGL2017-89785-R). Acknowledges are also given to MINECO for financial support through the “Severo Ochoa” program for Centers of Excellence in R&D (SEV-2015-0522), from Fundació Privada Cellex, Fundación Mig-Puig and from Generalitat de Catalunya through the CERCA program and Laser lab Europe through the research and innovation programme under grant agreement No 654148. 3 Agradecimientos A mis padres, por la vida. A Xavi, por ser un tutor excepcional y un gran amigo, por siempre darme buenos consejos e introducirme con pasión en el mundo de la Fitopatología y de los nematodos. También quiero agradecer a César por los buenos consejos que me ha dado y los grandes momentos durante esta gran etapa. A todo el personal del Lab 20, a Nuria, Sergi, Helio, Manuel, Anna, Isma, Aida, Zahra, Miquel... por toda la ayuda y el soporte que me habéis dado y los buenos momentos que hemos pasado, y en especial a Ari, por ser una gran amiga y ayudarme al máximo al principio. Sin vosotros esto no hubiera sido posible. Muchas gracias. A Miquel de Agrópolis, por estar dispuesto siempre a echar un cable (y un rösli) cuando hacía falta y por sus buenos consejos. A todos mis colegas, por su amistad y apoyo incondicional y en especial a aquellos que han pasado por momentos duros últimamente. A mi novia, por su amor y paciencia incondicional. Gracias a todos. 4 INDEX Resumen ..................................................................................................................... 7 Abstract ..................................................................................................................... 11 GENERAL INTRODUCTION ...................................................................................... 15 Meloidogyne spp. ..................................................................................................... 16 Population dynamics and yield losses .................................................................... 19 Control management strategies .............................................................................. 21 Plant resistance to RKN in cucurbitacae and solanaceae families ....................... 22 Virulence selection to RKN, fitness cost and management .................................. 24 OBJECTIVES ............................................................................................................. 25 CHAPTER 1 ............................................................................................................... 26 Abstract ..................................................................................................................... 27 Introduction ............................................................................................................... 28 Materials and methods ............................................................................................. 29 Nematode inoculum ............................................................................................. 29 Response of C. metuliferus accessions to RKN isolates ...................................... 30 Histopathology ..................................................................................................... 31 Compatibility and fruit quality assessment ........................................................... 31 Statistical analysis ............................................................................................... 32 Results....................................................................................................................... 32 Response of C. metuliferus accessions against Meloidogyne spp. isolates ......... 32 Histopathology ..................................................................................................... 32 Compatibility and fruit quality assessment ........................................................... 34 Discussion ................................................................................................................ 37 Acknowledgements .................................................................................................. 38 References ................................................................................................................ 39 CHAPTER 2 ............................................................................................................... 43 Abstract ..................................................................................................................... 44 Introduction ............................................................................................................... 45 Materials and methods ............................................................................................. 46 Plastic greenhouse experiments .......................................................................... 46 Virulence selection ............................................................................................... 49 Statistical analysis ............................................................................................... 50 Results....................................................................................................................... 50 5 Plastic greenhouse experiment ............................................................................ 50 Virulence selection bioassays .............................................................................